アルミダイカストに関する基礎知識まとめ！

「ダイカスト」をそのまま英語に訳すと、「Die Cast」となります。Dieは金型、Castは鋳造ですので、 「Die Cast」 を和訳すると「金型鋳造」になります。金型は「Permanent Mold」とも呼ばれ、砂型（Sand Mold）と対比した名称です。従って、ダイカスト（Die Cast）は金型を使った鋳造法となり、ダイカストだけではなく金型重力鋳造や金型低圧鋳造も含まれます。

通常、日本で「ダイカスト」と呼ばれる工法は、英語では「High Pressure Die Cast」と呼ばれています。そのまま和訳すると「高圧金型鋳造」となり、読んで字のごとく「高圧を加えて凝固させる金型鋳造」＝いわゆる「ダイカスト」になります。ダイカストは溶湯を高速で金型内に射出し、高圧を加えて凝固させます。ランナー（湯道）からキャビティ（製品部）に溶湯が流入するゲート（堰）を通過する際の溶湯速度は数十ｍ/秒になります。また、射出完了後に溶湯に加える圧力は数十ＭＰａになります。

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通常、ダイカストと言われる鋳造法は「普通ダイカスト」と呼ばれる鋳造法が一般的です。普通ダイカストは鋳造時の凝固速度が速く、生産性に優れるという特長があります。しかし反面、型内の空気を巻き込んで、鋳造欠陥が発生しやすい、Ｔ６熱処理が困難といった課題があります。そこで、ダイカスト鋳物の品質向上を狙って特殊なダイカスト法が実用化されています。ここでは、それら特殊ダイカスト法の一部について、その特徴と装置の概要を紹介します。

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ＡＤＣ１２合金は国内のダイカスト鋳物の９０％以上で使用されている合金です。ＪＩＳ規格に規定されているＡＤＣ１２の化学成分を下表に示します。

基本的にはＳｉとＣｕを含有する合金で、ダイカストのように急冷凝固した場合はＣｕ、Ｓｉ、Ｍｇが固溶して自然時効により析出するため、熱処理なしでも引張強さ、硬さが向上します。ＡＤＣ１２合金と類似した合金にＡＤＣ１２Ｚ合金があります。この合金はＡＤＣ１２よりもＺｎの含有量が高め（３％以下）に規定されています。

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アルミ砂型鋳造とアルミダイカスト鋳造は、どちらも、アルミニウム鋳物の製造に用いられますが、鋳造方法が異なります。

アルミ砂型鋳造の場合、①木型製作、②砂型造型、③溶解、④鋳造、⑤仕上げ、⑥熱処理、の工程で行われます。アルミダイカスト鋳造の場合にはダイカストマシンを用います。①金型製作、②溶解、③ダイカストマシンによる鋳造（離型剤塗布→型閉め→注湯→射出→加圧→型開き→製品取り出し）、④冷却、⑤トリミングの工程で製造されます。

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ダイカスト、砂型鋳造ともに発生しやすい主な鋳造欠陥は次のようなものです。

①引け巣（凝固収縮巣）
ほとんどの金属は凝固するときに体積収縮します。温度変化による熱収縮（熱膨張の逆）ではなく、凝固時の原子配列の変化による収縮です。凝固収縮により発生する鋳造欠陥を引け巣（凝固収縮巣）と呼びます。砂型鋳造は凝固速度が遅いため、押湯や冷し金を用いて凝固をコントロールして引け巣の発生を抑えます。ダイカストは凝固速度が速く、凝固のコントロールが難しいため、溶湯に高圧をかけて引け巣をつぶします。しかし、ダイカストも砂型鋳造も肉厚部には引け巣が発生しやすくなります。

②湯廻り不良、湯じわ、湯境
湯廻り不良、湯じわ、湯境といった鋳造欠陥は、鋳型内を溶湯が流れる際に温度が低下して凝固することで発生します。また、鋳型内の空気を排出しないと溶湯前方の圧力が高くなり、湯廻り不良が発生します。このため、ダイカストではエアーベントを設け、砂型鋳造では押湯、ガス抜きを設けて対策します。ダイカスト、砂型鋳造ともに発生しやすい鋳造欠陥です。

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今回は、ダイカスト鋳造の基礎知識についてご紹介させて頂きました。
当社は、ADC12の砂型鋳造が可能であり、ダイカスト量産前の試作鋳造の委託先として選ばれています。短納期対応も可能となっていますので、試作鋳造の委託先をお探しの皆様、是非当社にご相談ください。

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